CN114199131B - 一种精确位置调整的圆筒件测量装置及测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种精确位置调整的圆筒件测量装置及测量方法，属于测量装置技术领域。本发明装置包括工作台部件、位移控制部件、测头旋转部件、装夹部件和补光部件。测头旋转部件输出端安装视觉测量系统。其中，位移控制部件设置有纵向微调单元，能使视觉测量系统精确定位到圆筒件的轴线处；还设置有精确标识垂直方向位移的垂直光栅尺；另外，装夹部件上设置有精确控制旋转的角度编码器。本发明装置可以带动视觉测量装置精确移动到圆筒件处，配合角度编码器控制的圆筒件旋转，完成对圆筒件外形的精确视觉测量。该设备通过精确位置和角度调整，及光源优化，提高了视觉测量精度。本发明装置简单、方法可靠，测量精度高。

Description

一种精确位置调整的圆筒件测量装置及测量方法

技术领域

本发明涉及测量装置技术领域，尤其涉及一种精确位置调整的圆筒件测量装置及测量方法。

背景技术

现有的圆筒件测量中，将圆筒件竖直固定在夹具后，采用半自动化设备对圆筒件中通孔的尺寸进行测量。工业应用的圆筒件上通常开有通孔或其它通过结构。对于小型的圆筒件可以人工测量，对于大型的圆筒件，受到测量工具测量范围的限制，一般采用人工结合半自动化的测量工具进行操作，采用此种测量方法，很难实现对于圆筒件的侧壁过孔或其它结构的精确测量。

现有的机器视觉和直角坐标机械手相结合的测量方法，适用于外部尺寸的测量；比如，对于光轴或轴类表面的工件测量的适应性较好。但是，受到圆筒件旋转精度、与视觉检测装置的匹配精度，以及内部光线的限制，传统的机器视觉很精确测量圆筒件的通孔和侧壁结构和形状，急需一种能精确进行位置调整和角度控制的专用的设备。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明提供了一种精确位置调整的圆筒件测量装置，该设备通过优化光源布置，采用坐标位移调整和旋转调整的方式定位视觉测量设备，结合视觉测量设备的位移和被测圆筒件的定心旋转，对圆筒件中通孔和侧壁结构进行测量。

本发明的技术方案为：

一种精确位置调整的圆筒件测量装置，用于测量圆筒件的外壁形状和位置，包括工作台部件，还包括位移控制部件、测头旋转部件、装夹部件和补光部件；所述位移控制部件设置在导轨槽处，包括横向移动组件、垂直位移组件和纵向移动组件；所述纵向移动组件设置在垂直位移组件上，包括纵向微调单元。

进一步的，所述横向移动组件滑动连接在所述导轨槽上；所述垂直位移组件固设在所述横向移动组件上端；所述纵向移动组件可调整地滑动连接在所述垂直位移组件的侧面上；所述纵向移动组件包括滑动腔室、纵向微调单元和滑动腔室紧固单元；所述纵向微调单元设置在滑动腔室的第一端；所述纵向微调单元包括依次设置在滑动腔室第一端外侧的微调旋钮、微调丝杠输出端支撑座、微调抱紧单元、微调紧固摇把、设置在滑动腔室内的微调螺母单元以及贯穿滑动腔室的微调丝杠轴；所述微调螺母单元包括螺接在微调丝杠轴上的微调螺母和微调螺母安装座；微调螺母安装座延伸到所述滑动腔室外并与所述垂直位移组件固接。

进一步的，所述测头旋转部件设置在所述纵向移动组件的一端，包括依次连接的测量旋转电机、旋转谐波减速器和测头安装架单元。

进一步的，所述旋转谐波减速器设置有旋转输入端和旋转输出端；所述旋转输入端固连所述测量旋转电机输出轴；所述旋转输出端固连所述测头安装架单元。

进一步的，所述测头安装架单元远端固定所述视觉测量设备。

进一步的，所述垂直位移组件包括垂直框架单元、设置有矩形管基座的垂直位移体单元、垂直位移控制单元和配重单元；所述垂直位移控制单元控制矩形管基座的升降；所述纵向移动组件设置在矩形管基座内。

进一步的，所述工作台部件包括基架和工作台；工作台上设置有导轨槽和通过孔；所述装夹部件和补光部件设置在通过孔处。

进一步的，所述导轨槽的外沿上设置有横向运动导轨)；所述横向移动组件滑动连接在所述横向运动导轨上。

进一步的，所述装夹部件包括依次连接的转台组件、二轴位移调整组件和卡盘组件；所述转台组件包括转台、转台电机和角度编码器；所述角度编码器将转台电机的伺服信号转化为反馈信号，控制转台精确旋转。

所述卡盘组件为中心回转体，包括卡盘底座、直线卡爪、卡爪卡块和径向位移体；所述卡爪卡块滑动连接在直线卡爪上。

一种使用所述的精确位置调整的圆筒件测量装置对圆筒件进行外壁面形状和位置测量的方法，步骤如下：

S1：对被测圆筒件进行定位：

S2：通过纵向微调单元调整视觉测量设备中心与被测圆筒件中心在纵向重合：

S3：调整视觉测量设备垂直方向的启示测量位置，标记测量系原点：

S4：测量被测圆筒件上的竖直通孔结构：

S5：测量后的基准验证:

数据采集完成，重新验证被测圆筒件的母线跳动是否为零；

若为零，测量数据有效，测量结束；

若不为零，重复S1～S5。

本发明的有益效果：

(1)本发明装置中视觉测量装置在纵向移动组件中设有第二向微调单元，可以保证视觉测量装置能准确校准视觉测量设备相对于圆筒件的中心相对位置，提高测量精度；

(2)本发明装置中转台组件设置有角度编码器；可精确控制安装其上的圆筒件精确旋转，使测量精度得以保证；

(3)本发明装置中位移控制部件设有配重，减少了包括垂直位移体单元、纵向移动组件及其附着件等因悬置受到重力的影响而对于测量结果产生不良影响，适应于高精度的测量场景；

(4)本发明方法使用简便，能解决实际生产中的同类问题。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本发明装置的整体结构示意图；

图2为本发明装置补光部件结构示意图；

图3为图2中A的局部放大示意图；

图4为本发明装置补光部件结构仰视示意图；

图5为本发明装置装夹部件结构示意图；

图6为本发明装置卡盘底座结构示意图；

图7为本发明装置位移控制部件结构示意图；

图8为本发明装置横向移动组件结构示意图；

图9为本发明装置垂直位移组件结构示意图；

图10为本发明装置垂直位移组件结构示意图；

图11为本发明装置垂直位移组件局部结构示意图；

图12为本发明装置纵向移动组件与测头旋转部件和矩形管基座连接关系示意图；

图13为本发明装置纵向移动组件与测头旋转部件结构透视示意图；

图14为图13沿纵向移动组件移动方向中剖面示意图；

图15为图14局部示意图；

图16为本发明装置纵向移动组件上微调抱紧单元结构示意图。

附图标记：

1.工作台部件；11.基架；12.工作台；121.导轨槽；122.通过孔；123.横向运动导轨；13.减振单元；2.位移控制部件；21.横向移动组件；211.横向电机；212.横向丝杠；213.横向螺母；214.横向螺母安装块；215.横向丝杠前安装架；216.横向丝杠后安装架；217.横向滑块；218横向移动控制基板；22.垂直位移组件；221.垂直基座；222.垂直框架单元；2221.垂直立框；2222.垂直立框盖板；223.垂直位移体单元；2231.矩形管基座；2232.垂直位移连接板；224.垂直位移体滑轨；225.垂直光栅尺；226.垂直位移滑块；227.垂直位移控制单元；2271.垂直电机；2272.垂直丝杠上连接单元；2273.垂直丝杠下连接座；2274.垂直位移螺母；2275.垂直螺母连接座；2276.垂直位移丝杠；2277.滑轮；2278.配重绳；2279.配重块；228.配重滑轨；229.配重滑块；23.纵向移动组件；231.滑动腔室；2311.滑动腔室矩形框；2312.滑动腔室第一端板；2313.滑动腔室第二端板；2341.滑动槽口；232.纵向微调单元；2321.微调旋钮；2322.微调抱紧单元；2323.微调丝杠轴；2324.微调螺母单元；2325.微调丝杠输出端支撑座；2326.微调紧固摇把；233.滑动腔室紧固单元；2331.滑动腔室紧固螺钉；2332.滑动腔室紧固衬板；3.测头旋转部件；31.测头安装架单元；32.谐波减速器；33.测量旋转电机；4.装夹部件；41.转台组件；411.转台电机；412.转台传动单元；413.转台；42.二轴位移调整组件；421.转动壳体；422.第一微分调节单元；423第二微分调节单元；43.卡盘组件；431.卡盘底座；4311.直线卡爪定位槽；432.直线卡爪；433.卡块；434径向位移体；5.补光部件；51.光源组件；511光源；512.光源抱紧座；513.光源连接座；514.光源连接杆；52.光源支撑组件；521.光源支撑杆；522.光源支撑杆座；523.光源支撑滑板单元；5231.顶升滑板座；5232.顶升滑板连接板；5233.光源支撑杆座连接板；53.顶升基座组件；531.顶升连接板；532.补光电机安装板；533.丝杠连接下座；534.丝杠连接上座；535光源支撑杆滑轨；54.补光传动组件；541.第一链轮；542.第二链轮；543.链条；544.补光丝杠；545.补光螺母单元；5451.补光螺母；5452.补光螺母顶升板；55.补光电机；6.视觉测量设备；61.工业相机；62.镜头；63.环形光源；100.圆筒件。

具体实施方式

下面结合附图1～16附图来具体描述本发明的优选实施例；其中，附图构成本发明一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。

一种精确位置调整的圆筒件测量装置，用于通过视觉测量设备6对圆筒件100外部结构进行形状和位置测量，包括工作台部件1，还包括位移控制部件2、测头旋转部件3、装夹部件4和补光部件5。

如图1所示，工作台部件1包括基架11和安装在基架11上的工作台12；工作台12上设置有导轨槽121和通过孔122；通过孔122位于导轨槽121的外侧。

位移控制部件2沿导轨槽121横向位移，并在其输出端连接有测头旋转部件3；测头旋转部件3输出端固接视觉测量设备6。

装夹部件4同心设置在通过孔122处，固连在工作台12上端面，圆筒件100固定安装在装夹部件4。

补光部件5固设在基架11上，并穿过顶端固设有可升降的光源组件51。

工作台部件1还包括减振单元13，减振单元13设置在基架11和工作台12之间。

工作台12上还包括横向运动导轨123；2条导轨槽121设置在导轨槽121的外沿上，位于工作台12上。

如图2～4所示，补光部件5包括光源组件51、光源支撑组件52、顶升基座组件53、补光传动组件54和转台电机55。

顶升基座组件53包括顶升连接板531、转台电机安装板532、丝杠连接下座533、丝杠连接上座534和光源支撑杆滑轨535。

转台电机安装板532和丝杠连接下座533固设在顶升连接板531下部的第一侧边处，分设在两个相对侧面；丝杠连接上座534固设在丝杠连接下座533的正上方，位于转台电机安装板532上部；光源支撑杆滑轨535固设在顶升连接板531第二侧边处，与丝杠连接下座533和丝杠连接上座534的连线平行。

补光传动组件54包括第一链轮541、第二链轮542、链条543、补光丝杠544、补光螺母单元545。

补光螺母单元545包括补光螺母5451和固连在补光螺母5451外缘上的补光螺母顶升板5452。

第一链轮541安装在转台电机55的输出轴上，第二链轮542固设在补光丝杠544的下端，所示补光螺母单元545螺接在补光丝杠544上；转台电机55启动，第一链轮541通过链条543带动固设补光丝杠544的第二链轮542旋转，从而带动补光螺母单元545沿补光丝杠544产生位移。

光源支撑组件52包括光源支撑杆521、光源支撑杆座522和光源支撑滑板单元523。

光源支撑杆521上端位于工作台12之上，固接光源组件51，中部穿过通过孔122，下端紧固在光源支撑杆座522内。

光源支撑杆座522固接光源支撑滑板单元523。

光源支撑滑板单元523包括依此固接的顶升滑板座5231、顶升滑板连接板5232和光源支撑杆座连接板5233；顶升滑板座5231内侧面设置滑槽，滑动连接在光源支撑杆滑轨535上，上面固接补光螺母顶升板5452，将补光螺母单元545沿补光丝杠544的位移传递到光源支撑滑板单元523沿光源支撑杆滑轨535的位移；升杆座522固接在顶升滑板座5231的外侧面。

光源组件51包括光源511、光源抱紧座512、光源连接座513和光源连接杆514。

光源511两端固接光源抱紧座512和光源连接支座513；光源抱紧座512和光源连接支座513分别套接固定在光源抱紧座512上；光源支撑杆521上端紧固在光源抱紧座512内。

光源连接杆514为可替换件，以适应不同高度的被测圆筒件100。

如图5、图6所述，装夹部件4为中空结构，内部设置光源组件51；包括转台组件41、二轴位移调整组件42和卡盘组件43。

转台组件41底部固接在工作台12上，中心与通过孔122重合；二轴位移调整组件42的底部安装在转台组件41上端；卡盘组件43的底部安装在二轴位移调整组件42上端；转台组件41、二轴位移调整组件42、卡盘组件43的中心开有竖直通孔。

转台组件41包括转台电机411、转台传动单元412、转台413；转台传动单元412的输入端固接转台电机411输出轴，输出端固接转台413底面。

转台传动单元412内置包括传动装置，传动装置将转台电机411输出轴的旋转运动传递给转台413，形成转台413的平面旋转运动；转台413的平面旋转中心位于通过孔122，与光源支撑杆521和光源连接杆514同轴。

可选的，转台电机411选用伺服电机，旋转的精度通过编码器控制。

优选的角度编码器选用2000脉冲数/转的增量式编码器；可将转台电机411的伺服信号转化为反馈信号，控制测量过程中圆筒件100的旋转精度可控在视觉测量设备6需要的范围内。

二轴位移调整组件42包括转动壳体421、位移调整单元和位移中心体。

位移中心体限位于转动壳体421内，滑动连接在转台413上端，侧面抵触位移调整单元。

位移调整单元包括第一微分调节单元422和第二微分调节单元423；

第一微分调节单元422和第二微分调节单元423为微分旋转的伸缩定量旋转结构，呈90°分设贯穿固接在转动壳体421上，内部的微分旋转部分顶端抵触位移中心体；位移中心体随第一微分调节单元422和第二微分调节单元423的旋转伸缩产生位移，从而进行水平面内两个垂直方向的位置微调。

卡盘组件43为中心回转体，包括卡盘底座431、直线卡爪432、卡爪卡块433和径向位移体434。

卡盘底座431上设置3个径向的直线卡爪定位槽4311；3个径向位移体434分别滑动设置在直线卡爪定位槽4311内。

卡盘底座431内部带有驱动机构，驱动机构带动径向位移体434在直线卡爪定位槽4311内同时做径向位移。

3个直线卡爪432分别固定在径向位移体434上端面，随径向位移体434同时做径向位移。

3个卡爪卡块433滑动连接在直线卡爪432上，用于向外顶固设置在直线卡爪432上端面的圆筒件100，顶固的位置位于圆筒件100下部内侧；顶固在圆筒件100内侧的目的，就是要避免圆筒件100外侧下部的被测部位被紧固装置挡住。

具体的，卡盘组件43的3个直线卡爪432可以在卡盘底座431内部的驱动机构驱动下做径向位移，从而改变可装夹圆筒件100的尺寸范围，卡爪卡块433可以在直线卡爪432上做径向位移，从而可以进一步调整可装夹圆筒件100的尺寸范围。二次装夹调整模式扩大了本发明装置的测量范围，具有非常大的实际应用价值。

如图7所示，位移控制部件2用于精确调整视觉测量设备6三维坐标位置，包括横向移动组件21、垂直位移组件22、纵向移动组件23。

横向移动组件21滑动连接在横向运动导轨123上；垂直位移组件22固设在横向移动组件21上端；纵向移动组件23可调整地滑动连接在垂直位移组件22的侧面上。

如图8所示，横向移动组件21包括横向电机211、横向丝杠212、横向螺母213、横向螺母安装块214、横向丝杠前安装架215、横向丝杠后安装架216、横向滑块217和横向移动控制基板218。

横向电机211、横向丝杠前安装架215、横向丝杠后安装架216依次固设在导轨槽121内；横向丝杠前安装架215的前端连接横向电机211的输出轴。

横向滑块217成对滑动连接在横向运动导轨123上，并向上固接横向移动控制基板218；横向移动控制基板218下端面中部固设横向螺母安装块214；横向螺母213固设在横向螺母安装块214的内孔处。

横向丝杠212螺接横向螺母213，两端分别固设在横向丝杠前安装架215的后端和横向丝杠后安装架216上。

如图9～11所示，垂直位移组件22包括垂直基座221、垂直框架单元222、垂直位移体单元223、垂直位移体滑轨224、垂直光栅尺225、垂直位移控制单元227、配重滑轨228和配重滑块229。

垂直框架单元包括垂直立框2221和垂直立框盖板2222；垂直立框盖板2222固设在垂直立框2221上端。

垂直立框2221为矩形钢管结构，面向通过孔122的侧立面为第一立框面，两相邻侧立面分别为第二立框面和第三立框面；

第二立框面设置有通槽，2条垂直位移体滑轨224分别固设在通槽两边，并分别滑动连接有垂直位移滑块226；2条配重滑轨228分别固设在第三立框面的两边，并分别滑动连接有配重滑块229；垂直光栅尺225设置在第一立框面上靠近第二立框面的侧边处。

优选的，垂直光栅尺225选用精度为1-5um/m，已达到本发明装置对被测圆筒件100测量时垂直方向的精度得到精确控制。

垂直立框盖板2222的中心位置设置有盖板中心孔。

垂直位移控制单元227贯穿设置在垂直立框盖板2222处，包括垂直电机2271、垂直丝杠上连接单元2272、垂直丝杠下连接座2273、垂直位移螺母2274、垂直螺母连接座2275、垂直位移丝杠2276、滑轮2277、配重绳2278和配重块2279。

垂直电机2271架设固定在垂直立框盖板2222上；垂直丝杠上连接单元2272为联轴器，设置有中心孔，上端连接垂直电机2271输出轴，下端固接垂直位移丝杠2276的上端，且下端面处固设在垂直立框盖板2222上，与垂直立框盖板2222中心孔同心；垂直丝杠下连接座2273固设在垂直基座221上，固定安装垂直位移丝杠2276的下端。

垂直螺母连接座2275上设置有通孔，垂直位移螺母2274固设其中；垂直螺母连接座2275的一个侧面固接垂直位移连接板2232；垂直电机2271启动，通过垂直丝杠上连接单元2272带动垂直位移丝杠2276旋转，从而使得垂直位移螺母2274通过垂直螺母连接座2275带动矩形管基座2231产生上、下的位移。

滑轮2277、配重绳2278、配重块2279构成矩形管基座2231及其附着件的配重机构；4个滑轮2277固设在垂直立框盖板2222上端面的4个边角处，配重块2279两端固设在配重滑轨228上；2条配重绳2278两端分别固设在配重块2279和垂直位移连接板2232的上端，长度不大于垂直立框2221的高度，优选为钢丝绳；配重块2279为可替换件，重量设计参考矩形管基座2231及其附着件的重量。

如图12～16所示，纵向移动组件23包括滑动腔室231、纵向微调单元232和滑动腔室紧固单元233。

滑动腔室231为与矩形管基座2231仿形设计的矩形框体，包括滑动腔室矩形框2311、滑动腔室第一端板2312和滑动腔室第二端板2313；

滑动腔室第一端板2312和滑动腔室第二端板2313分别固接在滑动腔室矩形框2311两端；滑动腔室矩形框2311的四个侧面中第一侧面设置有滑动槽口2314，第二侧面和第三侧面分别设置2个螺纹孔；滑动腔室第一端板2312和滑动腔室第二端板2313中心均设置通孔。

滑动腔室231的矩形框体外壁滑动连接在矩形管基座2231内腔，做第二向位移。并通过纵向微调单元232微量调整位移，再由滑动腔室紧固单元233紧固定位在矩形管基座2231内腔中。

滑动腔室紧固单元233包括滑动腔室紧固螺钉2331和滑动腔室紧固衬板2332；滑动腔室紧固衬板2332设置在滑动腔室231外壁与矩形管基座2231内腔之间，滑动腔室紧固螺钉2331旋入矩形管基座2231的第二侧面和第三侧面分别设置的2个螺纹孔，并抵触滑动腔室紧固衬板2332，从相互垂直的两个方向压紧滑动腔室231，固定滑动腔室231在矩形管基座2231内腔中的位置。

纵向微调单元232设置在第一端板2312处。

纵向微调单元232包括从外到内依次设置的微调旋钮2321、微调丝杠输出端支撑座2325、微调抱紧单元2322、微调紧固摇把2326，还包括微调丝杠轴2323和微调螺母单元2324。

微调螺母单元2324包括螺接在微调丝杠轴2323上丝杠部分的微调螺母和固接微调螺母的微调螺母安装座；微调螺母安装座延伸到滑动腔室矩形框2311的外面，并在滑动槽口2314处与矩形管基座2231固接；

微调抱紧单元2322中心设置微调轴承和微调轴承座；微调轴承座压固微调轴承外圈，并固接在第一端板2312外侧面。

微调丝杠轴2323第一端为丝杠，螺接微调螺母，第二端为阶梯光轴；阶梯光轴的大端穿过滑动腔室第一端板2312，并由固接在滑动腔室第一端板2312上的微调抱紧单元2322上的中心孔限位，并通过固接在微调抱紧单元2322上微调丝杠输出端支撑座2325支撑；阶梯光轴的小端端头固接微调紧固摇把2326。

优选的，微调紧固摇把2326可以带动微调丝杠轴2323旋转，并在其上设置指针，通过固设在微调丝杠输出端支撑座2325上的圆周刻度，计量纵向微调单元232进给的微小距离。

微调丝杠轴2323第二端的阶梯光轴旋转连接微调轴承内圈，并在端头固接微调旋钮2321；微调紧固摇把2326旋转一周，微调单元232进给微调丝杠轴2323上丝杠的一个螺距。

可选的，本发明装置通过选用不同的微调丝杠轴2323，控制纵向微调精度。

优选的，本发明装置设定微调单元232的位移调整精度小于0.01mm。

位移控制部件2的输出端位于滑动腔室第二端板2313处；测头旋转部件3设置在滑动腔室第二端板2313处，也可以说是设置在位移控制部件2的输出端。

测头旋转部件3包括测量旋转电机33、旋转谐波减速器32和测头安装架单元31；测头安装架单元31为测头旋转部件3的输出端。

旋转谐波减速器32设置有旋转输入端和旋转输出端；其旋转输入端固连测量旋转电机33输出轴；其旋转输出端固连测头安装架单元31；测量旋转电机33的输出轴旋转，通过旋转谐波减速器32传递给测头安装架单元31，带动测头安装架单元31及其偏心的远端所固定连接的视觉测量设备6一起旋转。

如图13和图14所示，视觉测量设备6包括工业相机61，工业相机61的下方设置镜头62；镜头62的下方设置环形光源63；镜头62、工业相机61和环形光源63的轴线重合。

位于镜头62下方的环形光源63和位于转台夹具组件4中部上方的光源511从内外两个方向对被测圆筒件100的边界进行照明，从而保证测量拍摄图像的质量。

一种使用所述的精确位置调整的圆筒件测量装置对圆筒件100进行外壁面结构形状和位置测量的方法，步骤如下：

S1.对被测圆筒件100进行定位：

将装夹部件4的回转中心与装夹定位后的圆筒件100工件中心重合，以建立测试过程中的坐标系和测试过程参考中心，并使得测量过程中圆筒件100的旋转不给测量带来误差；基于此，在转台组件41上设置了二轴位移调整组件42，用以调整装夹定位后的圆筒件100中心与转台组件41回转中心重；具体为，将被测圆筒件100固定在装夹部件4上，启动转台电机411，用百分装置对被测圆筒件100调心，通过调节二轴位移调整组件42，将定位在卡盘组件43上的被测圆筒件100的母线跳动调整到零为止；

S2、调整视觉测量设备6中心与被测圆筒件100中心在纵向重合：

调整位移控制部件2的横向位置，将视觉测量设备6送入工作区域，旋转移动设置视觉测量设备6，时其上的工业相机61的轴线水平；调整纵向微调单元232，直至设置视觉测量设备6识别镜头以对准被测圆筒件100的轴线为止；

S3.调整视觉测量设备6垂直方向的启示测量位置，标记测量系原点：

固定位移控制部件2的横向移动组件21和纵向移动组件23；调整垂直位移组件22到在被测圆筒件100的上端或下端，设定垂直光栅尺225此时的Z值为零，设定此时的转角坐标为零；

S4.测量被测圆筒件100上的竖直通孔结构：

启动转台电机411，使得被测圆筒件100做平面旋转；视觉测量设备6不动的情况下对同一高度测量范围的被测圆筒件100外面边界形状进行视觉捕捉；

停止转台电机411，启动垂直电机2271，通过垂直光栅尺225，控制视觉测量设备6沿垂直方向位移设定值；

在此高度，停止垂直电机2271，启动转台电机411，使得被测圆筒件100做平面旋转；视觉测量设备6不动的情况下对新的高度测量范围的被测圆筒件100外面边界形状进行视觉捕捉；

重复上述步骤，直至对被测圆筒件100全高度在的视觉范围内的外面边界形状完成视觉捕捉；

S5.测量后的基准验证:

数据采集完成，重新验证被测圆筒件100的母线跳动为零；

若为零，测量数据有效，测量结束；

若不为零，重复S1～S5。

以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种精确位置调整的圆筒件测量装置，用于测量圆筒件（100）的外壁形状和位置，包括工作台部件（1），其特征在于，还包括位移控制部件（2）、测头旋转部件（3）、装夹部件（4）、补光部件（5）和视觉测量设备（6）；

所述工作台部件（1）包括基架（11）和安装在所述基架（11）上的工作台（12），所述工作台（12）上设置有导轨槽（121）和通过孔（122）；

所述位移控制部件（2）设置在导轨槽（121）处，包括横向移动组件（21）、垂直位移组件（22）和纵向移动组件（23）；所述垂直位移组件（22）固设在所述横向移动组件（21）上端；所述纵向移动组件（23）可调整地滑动连接在所述垂直位移组件（22）的侧面上；所述导轨槽（121）的外沿上设置有横向运动导轨（123）；所述横向移动组件（21）滑动连接在所述横向运动导轨（123）上；

所述测头旋转部件（3）设置在所述纵向移动组件（23）的一端，所述测头旋转部件（3）包括测头安装架单元（31），所述测头安装架单元（31）远端固定所述视觉测量设备（6）；

所述装夹部件（4）同心设置在通过孔（122）处，固连在工作台（12）上端面；

所述补光部件（5）固设在所述基架（11）上；

所述装夹部件（4）包括依次连接的转台组件（41）、二轴位移调整组件（42）和卡盘组件（43）；所述转台组件（41）包括转台（413）；所述二轴位移调整组件（42）包括转动壳体（421）、位移调整单元和位移中心体；所述位移中心体限位于转动壳体（421）内，滑动连接在所述转台（413）上端，侧面抵触所述位移调整单元；所述位移调整单元包括第一微分调节单元（422）和第二微分调节单元（423）；所述位移中心体随所述第一微分调节单元（422）和所述第二微分调节单元（423）的旋转伸缩产生位移，从而进行水平面内两个垂直方向的位置微调；

所述补光部件（5）包括光源组件（51）、光源支撑组件（52）、顶升基座组件（53）和补光传动组件（54）；

所述光源支撑组件（52）包括光源支撑杆（521）、光源支撑杆座（522）和光源支撑滑板单元（523）；所述光源支撑杆（521）上端位于工作台（12）之上，固接光源组件（51），中部穿过通过孔（122），下端紧固在光源支撑杆座（522）内；光源支撑杆座（522）固接光源支撑滑板单元（523）；所述通过孔（122）与所述光源支撑杆（521）同轴；

所述光源支撑滑板单元（523）包括顶升滑板座（5231）；所述顶升基座组件（53）包括光源支撑杆滑轨（535）；所述补光传动组件（54）包括补光丝杠（544）、补光螺母（5451）和固连在所述补光螺母（5451）外缘上的补光螺母顶升板（5452）；所述顶升滑板座（5231）滑动连接在所述光源支撑杆滑轨（535）上，上面固接所述补光螺母顶升板（5452）。

2.根据权利要求1所述的精确位置调整的圆筒件测量装置，其特征在于，所述纵向移动组件（23）包括滑动腔室（231）和滑动腔室紧固单元（233）。

3.根据权利要求2所述的精确位置调整的圆筒件测量装置，其特征在于，所述测头旋转部件（3）还包括依次连接的测量旋转电机（33）和旋转谐波减速器（32）。

4.根据权利要求3所述的精确位置调整的圆筒件测量装置，其特征在于，所述旋转谐波减速器（32）设置有旋转输入端和旋转输出端；所述旋转输入端固连所述测量旋转电机（33）输出轴；所述旋转输出端固连所述测头安装架单元（31）。

5.根据权利要求1-4任一所述的精确位置调整的圆筒件测量装置，其特征在于，所述垂直位移组件（22）包括垂直框架单元（222）、设置有矩形管基座（2231）的垂直位移体单元（223）、垂直位移控制单元（227）和配重单元；所述垂直位移控制单元（227）控制矩形管基座（2231）的升降；所述纵向移动组件（23）设置在矩形管基座（2231）内。

6.一种使用权利要求5所述的精确位置调整的圆筒件测量装置对圆筒件（100）进行外壁面形状和位置测量的方法，步骤如下：

S1：对被测圆筒件（100）进行定位；

S2：通过纵向微调单元（232）调整视觉测量设备（6）中心与被测圆筒件（100）中心在纵向重合；

S3：调整视觉测量设备（6）垂直方向的启示测量位置，标记测量系原点；

S4：测量被测圆筒件（100）上的竖直通孔结构；

S5：测量后的基准验证:

数据采集完成，重新验证被测圆筒件（100）的母线跳动是否为零；

若为零，测量数据有效，测量结束；

若不为零，重复S1~S5。